海森矩阵逆矩阵的计算公式

问题描述:

海森矩阵逆矩阵的计算公式

在数学中,海森矩阵(Hessian matrix 或 Hessian)是一个自变量为向量的实值函数的二阶偏导数组成的方块矩阵,此函数如下:

 
如果 f 所有的二阶导数都存在,那么 f 的海森矩阵即:
其中 ,即
(也有人把海森定义为以上矩阵的行列式) 海森矩阵被应用于牛顿法解决的大规模优化问题.
 
 
 
逆矩阵求法
1)=(1/|A|)×A* ,其中A^(-1)表示矩阵A的逆矩阵,其中|A|为矩阵A的行列式,A*为矩阵A的伴随矩阵. 
 
  逆矩阵的另外一种常用的求法: 
 
  (A|E)经过初等变换得到(E|A^(-1)). 
 
  注意:初等变化只用行(列)运算,不能用列(行)运算.E为单位矩阵. 
 
  一般计算中,或者判断中还会遇到以下11种情况来判断逆矩阵: 
 
  1 秩等于行数 
 
  2 行列式不为0 
 
  3 行向量(或列向量)是线性无关组 
 
  4 存在一个矩阵,与它的乘积是单位阵 
 
  5 作为线性方程组的系数有唯一解 
 
  6 满秩 
 
  7 可以经过初等行变换化为单位矩阵 
 
  8 伴随矩阵可逆
  9 可以表示成初等矩阵的乘积 
 
  10 它的转置可逆 
 
  11 它去左(右)乘另一个矩阵,秩不变 
 
编辑本段逆矩阵具有以下性质:  1 矩阵A可逆的充要条件是A的行列式不等于0. 
 
  2 可逆矩阵一定是方阵. 
 
  3 如果矩阵A是可逆的,A的逆矩阵是唯一的. 
 
  4 可逆矩阵也被称为非奇异矩阵、满秩矩阵. 
 
  5 两个可逆矩阵的乘积依然可逆. 
 
  6 可逆矩阵的转置矩阵也可逆. 
 
  7 矩阵可逆当且仅当它是满秩矩阵. 
 
编辑本段matlab中的求法:  inv(a)或a^-1.
  例如: 
 
  >> a = 
 
  8 4 9 
 
  2 3 5 
 
  7 6 1 
 
  >> a^-1 
 
  ans = 
 
  0.1636 -0.3030 0.0424 
 
  -0.2000 0.3333 0.1333 
 
  0.0545 0.1212 -0.0970 
 
  >> inv(a) 
 
  ans = 
 
  0.1636 -0.3030 0.0424 
 
  -0.2000 0.3333 0.1333 
 
  0.0545 0.1212 -0.0970 
 
  以下是对MATLAB中Inv用法的解释. 
 
  原文(来自matlab help doc) 
 
  In practice, it is seldom necessary to form the explicit inverse of a matrix. A frequent misuse of inv 
 
  arises when solving the system of linear equations Ax=B . 
 
  One way to solve this is with x = inv(A)*B.A better way, from both an execution time and numerical accuracy standpoint,is to use the matrix division operator x = A\b. 
 
  实际上,很少需要矩阵逆的精确值.在解方程 Ax=B的时候可以使用x = inv(A)*B, 
 
  但通常我们求解这种形式的线性方程时,不必要求出A的逆矩阵,在MATLAB中精度更高,速度更快的方法是用左除——x = A\b. 
 
  另外,用LU分解法的速度更快,只是要多写一条LU分解语句. 
 
  速度可以通过matlab中tic和toc来估算运行的时间.